شاتکریت

شاتکریت فضاهای زیرزمینی

شاتکریت در فضاهاي زيرزميني:

الف: نگهداري زمين (موقت، دائمي،تعميراتي،مكمل) تقريبا در كليه سازه هاي زيرزميني
ب: پوشش حفاظتي براي سطوح حفاري شده آسيب پذير در مقابل هوا، براي سيستمهاي نگهداري چوبي يا فلزي، مهاري
ج: آب بندي و كنترل نشت آب در مواردي كه فشار و شدت جريان آب كم باشد
د: كاربرد روشهاي ويژه تونل سازي
طراحي تحليلي شاتكريت:
الف – روش دير (1969):
ضخامت شاتكريت را بر مبناي نيروي محوري لازم براي مقابله با فشار سنگ به صورت استوانه اي جدار نازک محاسبه كرد . در اين روش ضخامت لازم از فرمول زير به دست مي آيد:
t=p*r/σall
t : ضخامت شاتكريت (سانتيمتر)
p : فشار يكنواخت موثر بر تونل (كيلوگرم بر سانتيمتر مربع)
r : شعاع تونل (سانتيمتر)
σall: تنش مجاز شاتكريت (كيلوگرم بر سانتيمتر مربع)

ب- روش هور:
هور در سال 1974 روش ديگري را براي محاسبه ضخامت شاتكريت بر مبناي طراحي سازه هاي بتوني با استفاده از مقاومت نهايي پيشنهاد كرد . اين روش براي مواردي كه ضخامت پوشش شاتكريت بيش از 15 سانتيمتر باشد قابل كاربرد است.
نيروي محوري شاتكريت از رابطه زير محاسبه مي شود:
T=p*r

p : ميانگين فشار شعاعي كه به وسيله تكيه گاه تحمل مي شود(كيلوگرم بر سانتيمتر مربع)
r :  شعاع انحنايي تونل (سانتيمتر )
کاهش پرت، افزایش کیفیت
يكي از دلایل كيفيت ضعيف شاتكريت و افزايش هزينه لاینینگ، حجم پرت ايجاد شده در جريان پاشش است. اين مسئله خصوصاً در پروسه مخلوط خشک شاتكريت كه كارگر نسبت آب به سيمان را كنترل مي كند و مسئول تركيب موثر مخلوط بين شاتكريت و سطح كار است، آشكار مي باشد. در اينجا نقش بعضي از عوامل كه در كاهش پرت و افزايش كيفيت موثر مي باشند نشان داده خواهد شد.
ميزان پرت به چهار فاكتور اصلي تقسيم مي شود:
1. زاويه افشانه نسبت به سطح كار
2. ميزان زودگير
3. فاصله افشانه تا سطح كار
4. سطح كار
در تونل مهمترين عامل موثر در پرت، زاويه افشانه به سطح كار است. افشانه به منظور بهينه كردن چسبندگي و جهت يابي فيبرهاي فولادی، هميشه بايد در زاويه قائمه ( 90 درجه) نسبت به سطح كار قرار گيرد. مگر در مواقعي كه پوشش هاي فولادی مثل آرک هاي فلزي و فريم هاي لتيس در تونل لازم باشد. هنگام پاشش دستي هميشه زاويه پاشش قائم توسط كارگر افشانه رعايت نمي شود. به گونه اي كه تمامي مصالح پرت، تمايل به برگشت به عقب را دارند. اگر زاويه پاشش كمتر از 70 درجه باشد موجب افزايش پرت و چسبندگي ضعيف تر شاتكريت مي شود. اين امر مقاومت پايين و دوام ضعيف تر بتن را اجتناب ناپذير مي كند. با پيشرفت هاي اخير در مخلوط تر و شاتكريت پاشي ماشيني روبوتيک، اين مشكل برطرف شده است. فاصله بين افشانه و سطح كار بايد بين 1 تا 2 متر باشد. اگر افشانه نزديک تر از اين فاصله باشد، بتن پاشيده از سطح كار كنده خواهد شد. اگر فاصله افشانه كاهش يابد، مقدار خروجي بايد كمتر شده و افشانه سريع تر حركت كند. همچنين اگر فاصله افشانه از 3 متر بيشتر شود، انرژي چسبندگي بين عناصر شاتكريت بسيار كاهش يافته و نتيجه آن پرت بيشتر، چسبندگي ضعيف تر و مقاومت هاي كمتر خواهد بود. در انجام دستي، تمايل به كاهش هواي خروجي براي حفظ فاصله صحيح افشانه نسبت به سطح كار وجود دارد كه اين عمل همچنين اثرات زيان آوري بر كيفيت شاتكريت دارد. ميزان زودگير هم مي تواند بر درجه پرت تاثير داشته باشد. زودگير به مقدار خيلي كم، گيرش و مقاومت كافي ايجاد نخواهد كرد. بطوري كه شاتكريت تازه پاشيده شده ممكن است در مرحله بعدي توسط شاتكريت لایه ثانويه در حالي كه هنوز نرمي خود را حفظ كرده، كنده شود. به اين ترتيب اين بحث فقط مربوط به پرت نبوده و بايد هميشه از ايجاد آن اجتناب كرد. برعكس اگر ميزان زودگير خيلي زياد باشد براي مثال بالای 10 درصد، گيرش فوري يک سطح سخت را بوجود مي آورد كه باعث پرت شدگي دانه بندي هاي بزرگ و ممانعت از تراكم و چسبندگي كامل گرديده و در نتيجه مقاومت و دوام كمتري را براي لایه شاتكريت به همراه خواهد داشت. براي اجرا در مقاطع تاج تونل ها، يک تعادل بين ميزان زودگير و پرت لازم است تا بدون لطمه زدن به خواص مورد نياز لاینینگ شاتكريت سفت شده، ايجاد گردد.
عوامل بيشتري كه مي توانند بر ميزان پرت و كيفيت شاتكريت تاثير بگذارند، به شرح زير است:

1. تقويت كننده: مش بايد به دقت و محكم پيش از عمليات شاتكريت پاشي به سطح كار فيكس و ثابت شود. لرزيدن مش مي تواند مقدار پرت را به ميزان قابل توجهي افزايش داده و باعث ايجاد فضاهاي خالي شود كه اين موضوع ظرفيت باربري سازه و دوام دراز مدت لاینینگ را كاهش مي دهد. در صورت امكان براي تقويت مخلوط و براي دستيابي به محصول بهتر، پرت كمتر، افزايش خواص ساختاري و كاهش هزينه هاي كلي پروژه بهتر است كه به جاي مش از فيبر استفاده شود. يک لاینینگ شاتكريت كه با شبكه آرماتور تركيب شده است بايد بصورت سيستماتيک و منظم، مرحله به مرحله و لایه به لایه اجرا شود و تحت هيچ شرايطي نبايد بتن پاشيده را پيش از نصب كل شبكه آرماتور اجرا نمود
2. حجم، فشار و توزيع هوا:  حجم و فشار هوا بايد براي تجهيزات شاتكريت پاشي توسط كارخانه تنظيم شود. كيسه هوا بايد در ابعاد تعريف شده براي سيستم بوده و افشانه ها در مقابل سايش در اثر سرعت خروجي شاتكريت كنترل شوند. توربين تزريق كننده هوا – زودگير بايد به گونه اي طراحي شود كه كل جريان مخلوط بتني در افشانه به حالت بهينه باشد.
3. طبیعت سطح کار:  مقدار پرت سطح كار در تونل هاي حفاري شده در سنگ سخت مي تواند بطور قابل ملاحظه اي بيشتر از تونل هاي حفاري شده در زمين هاي نرم باشد. اين مسئله به اين دليل است كه در سنگ هاي سخت، هم سطح تماس سخت است و هم بواسطه طبيعت بلوكي سنگ با امتداد پاشش زواياي گوناگون مي سازد. در چنين مواردي اجراي يک لایه شاتكريت اوليه توصيه مي شود تا به عنوان يک بالشتكي براي سازه اصلي بتن پاشي عمل كند.

 

تیران تونل بیستون

اجرای شاتکریت فضاهای زیرزمینی

0 پاسخ

پاسخ دهید

میخواهید به بحث بپیوندید؟
مشارکت رایگان.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *